《Science》為新干細胞提供“質量保證”:巨噬細胞負責審查
【字體: 大 中 小 】 時間:2022年09月28日 來源:Science
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利用實時成像和細胞條形碼,波士頓兒童醫院干細胞項目的研究人員已經瞥見了新生干細胞——在本例中是血液干細胞——是如何在出生后不久就被審查質量的。他們的觀察結果發表在《Science》雜志上,可能會對癌癥和再生醫學產生影響。
最上面的兩幅圖顯示了一個受脅迫的干細胞,由其表面表達的鈣網蛋白(黃色尖刺)所示,它被巨噬細胞吞噬并吞噬。底部的兩個面板顯示了一個健康的干細胞,表達很少的鈣網蛋白,被巨噬細胞接觸,但沒有被吞噬。相反,巨噬細胞似乎從細胞中抽出一些物質。鈣網蛋白充當了“吃我”的信號。
利用實時成像和細胞條形碼,波士頓兒童醫院干細胞項目的研究人員已經瞥見了新生干細胞,是如何在出生后不久就被審查質量的,在本例中是血液干細胞。這項研究可能會對癌癥和再生醫學產生影響,發表在9月22日的《Science》雜志上。
在Leonard Zon實驗室的博士候選人Sam Wattrus的帶領下,研究人員使用斑馬魚模型來觀察干細胞的發育。他們發現,當干細胞出生時,它會移動到一個特殊的位置,在那里被稱為巨噬細胞的免疫細胞與每個細胞進行親密的物理接觸。研究小組發現,審查發生的時候:顯示應激跡象的細胞(具有高水平的活性氧有毒分子)被巨噬細胞吞噬并吞噬。相比之下,明顯健康的干細胞被允許存活,并被選擇性擴增。Wattrus和同事們進一步研究發現,受應激的干細胞表面有一種特殊的標記,一種被稱為鈣網蛋白的蛋白質,它起到“吃我”信號的作用。缺乏鈣網蛋白的干細胞,或只有少量鈣網蛋白的干細胞,沒有被吃掉,似乎被鼓勵擴張。巨噬細胞似乎從其中去除了一些物質,而干細胞在相遇后繼續繁殖。
“每當巨噬細胞與細胞相互作用時,它都會吸收大量的生物信息,”Wattrus說!拔覀兛吹降氖,壓力大的細胞被消滅了,而壓力小的細胞則在選擇性地分裂。使用細胞條形碼,我們可以測量相互作用發生后克隆(不同細胞群)的數量。如果一個巨噬細胞不‘喜歡’一個干細胞,這個克隆就不會對干細胞池有貢獻!
對癌癥、再生醫學的潛在影響
研究小組還在胚胎小鼠中觀察到類似的巨噬細胞-干細胞相互作用。Zon認為這種QA過程可能會導致癌癥和再生醫學的新方法,目前他的實驗室正在探索這兩種可能性!澳慊旧峡梢酝ㄟ^小分子或其他靶向療法教會干細胞對巨噬細胞有吸引力或排斥,”他說。
在癌癥界,癌細胞可以發出“不要吃我”的信號,以躲避我們免疫系統的攻擊,人們對用抗體阻斷這些信號以戰勝癌癥很感興趣。但Zon更感興趣的是“吃掉我”信號,以及它們是否可以被引入癌前細胞或癌細胞中,以鼓勵巨噬細胞摧毀它們。這種方法可能被用于癌前疾病,如克隆造血和骨髓增生異常(以血液干細胞的流氓群體為標志),或用于白血病和其他血癌。
Zon推測說:“可能有一種方法可以使用小分子對細胞施加壓力,導致細胞表面產生鈣網蛋白,從而導致攻擊性克隆體被吃掉!彼O想在組織再生中采用相反的方法,通過操縱干細胞標記來鼓勵巨噬細胞優化干細胞池,用于細胞基礎療法。雖然這項研究的重點是血液干細胞,Zon認為其他干細胞群可能也暴露在類似的QA過程中。
如果是這樣的話,可能會對終身健康產生巨大的潛在影響。Zon指出:“你的干細胞庫大部分是在胚胎發育期間形成的。這里發生的相互作用決定了哪些干細胞將在成年期被使用!
Quality assurance of hematopoietic stem cells by macrophages determines stem cell clonality